Spannungs- und Stromquellen

Eine Spannungsquelle sorgt für eine konstante Spannung an den Anschlussklemmen. Die ideale Spannungsquelle schafft das unabhängig vom Strom, den sie liefern muss. Die reale Spannungsquelle reduziert die Klemmenspannung, wenn man sie belastet. Ein oft ausreichend gutes Ersatzschaltbild einer realen Spannungsquelle ist daher eine ideale Spannungsquelle und ein Widerstand (Innenwiderstand) in Serie.
Man kann und soll sich eine Spannungsquelle als Kombination einer Quelle und eines Widerstandes vorstellen. Schaltet man die Quelle ab, so bleibt der Innenwiderstand. Die Tatsache, dass die ideale Quelle keinen Innenwiderstand hat, also wie ein Kurzschluss wirkt, wird auch durch das Symbol (eine durchgehende Leitung) ausgedrückt. 

Eine ideale Stromquelle sorgt für einen konstanten Strom an den Anschlussklemmen, unabhängig vom Netzwerk, in das sie den Strom einspeist. Die Spannung an den Klemmen ergibt sich aus der angeschlossenen Last und kann beliebig groß werden. Im Leerlauf ist die Spannung nicht definiert. Das Ersatzschaltbild einer realen Stromquelle ist eine ideale Stromquelle und ein parallel geschalteter Innenwiderstand.Sowohl die reale Spannungsquelle als auch die reale Stromquelle ergeben bei veränderlicher Last eine Gerade als Quellenkennlinie.

Zustand Spannunsquelle Stromquelle
Leerlauf ( I = 0 ) U = Uq U
Last Ra U = Uq - I Ri
I = Uq / (Ri + Rv)
U = Iq (Ri || Ra)
I = Iq - U / Ri
Kurzschluß ( U = 0 ) I = Uq / Ri I = Iq

Übungen:

Zeige, dass eine Spannungsquelle dann äquivalent zu einer Stromquelle und umgekehrt ist, wenn beide den gleichen Innenwiderstand Ri haben und Uq = Ri Iq ist.

Berechne für beide Quellen zusätzlich zu Leerlauf und Kurzschluss für zwei Werte von Ra Strom und Spannung und zeichne die Quellenkennlinie U(I).